特种电缆的结构计算
1 . 电力电线的系列截面
电力电线产品的系列截面按优先数系 R5、R10、R20 或 R40 制订；每相邻截面 有一公比数。例如我国 GB1179— 1983《铝电力电线及钢芯铝电力电线》的系列截 面为：10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、210、240、300、400、500、630、800mm2 。国际电 工委员会 1EC1089：1991 规定的架空导线的系列截面为：
10、16、25、40、63、100 符合优先数系 R5，公比数为 1 . 6
125、160、200、250、315、400 符合优先数系 R10，公比为 1 . 25 
}
符合优先数系 R20，公比为 1 . 12
系列截面的改变，牵涉到产品具体结构的变更，又影响到电力金具、 线路设计、电气设备等一系列方的调整，影响面很大，但等同采用 1EC1089 所规定的系列截面是必然的趋势。
2 . 简单电力电线的结构计算
按电力电线截面的大小，当中心为一根单线时，绞线结构可由 7、19、 37、61 或 91 根等径线材构成，由内至外每层递增 6 根单线，相邻层的绞向 应相反，最外层为右向。电力电线的截面 F(mm2 )按公式计算。电力电线 中单线的总根数 N 按公式计算。外径 D 按公式计算
F = NTd2/4
N = 1 + 3 m( m + 1)
D = (2 m + 1) d
式中 D —外径(mm)；
d —单线直径(mm)；
m —单线层数。
若中心线大于 1 根时，单线总根数 N 及外径D，按表 5 - 1 求得。应尽 量避免采用中心根数为 2、4、5 的结构。
表 5 - 1 单线总根数及外径计算表
中心线根数/根 | 单线总根数 N/根 | 外径 D/mm |
2 | ( m + 1)(3m + 2) | (2m + 2) d |
3 | ( m + 1)(3m + 3) | (2 m + 2 . 155) d |
4 | ( m + 1)(3m + 4) | (2 m + 2 . 414) d |
5 | ( m + 1)(3m + 5) | (2 m + 2 . 70) d |
3. 组合电力电线的结构计算
组合电力电线由导电线材和增强的线材组合绞制
而成。其结构形式如图 5 - 1 所示。钢芯铝电力电线为
见的组合电力电线，其结构参数见表 5 - 2。铝单线
的直径可根据总的导线截面和单线根数按公式计算。
铝线直径与钢线直径比可按公式计算。由此可算出钢
线直径。导线的外径可按公式计算
4 F
d1 3＋6 mg
dg n1 - 3
图 5 - 1 组合电 力电线
D = (1＋2 mg ) dg＋2 m1 d1
式中 d1 ———铝单线直径(mm)；
dg ———钢单线直径(mm)；
F———铝线单截面(mm2 )；
N———铝线总根数；
m1 ———铝线层数；
mg ———钢线层数；
n1 ———层的铝线根数；
D ——— 导线的外径(mm)。
按公式计算的不同结构钢芯铝电力电线的铝、钢单线直径比，见表 5 - 2。 表 5 - 2 钢芯铝电力电线结构参数表
结 构 | 不同层次的铝线根数 | 不同层次的钢线根数 | 铝、钢单线直 径比 d1/ dg | ||||||
铝 | 钢 | 第 1 层 | 第 2 层 | 第 3 层 | 第 4 层 | 中心线 | 第 1 层 | 第 2 层 | |
6 | 1 | 6 | 1 | 1 . 000 | |||||
7 | 7 | 7 | 1 | 6 | 2 . 250 | ||||
12 | 7 | 12 | 1 | 6 | 1 . 000 | ||||
18 | 1 | 6 | 12 | 1 | 1 . 000 | ||||
24 | 7 | 9 | 15 | 1 | 6 | 1 . 500 | |||
26 | 7 | 10 | 16 | 1 | 6 | 1 . 286 | |||
30 | 7 | 12 | 18 | 1 | 6 | 1 . 000 | |||
30 | 19 | 12 | 18 | 1 | 6 | 12 | 1 . 666 | ||
续表
结 构 | 不同层次的铝线根数 | 不同层次的钢线根数 | 铝、钢单线直 径比 d1/ dg | ||||||
铝 | 钢 | 第 1 层 | 第 2 层 | 第 3 层 | 第 4 层 | 中心线 | 第 1 层 | 第 2 层 | |
42 | 7 | 8 | 14 | 20 | 1 | 6 | 1 . 800 | ||
45 |
7 |
9 |
15 |
21 |
1 |
6 |
1 . 500 | ||
48 | 7 | 10 | 16 | 22 | 1 | 6 | 1 . 286 | ||
54 | 7 | 12 | 18 | 24 | 1 | 6 | 1 . 000 | ||
54 | 19 | 12 | 18 | 24 | 1 | 6 | 12 | 1 . 666 | |
72 | 7 | 9 | 15 | 21 | 27 | 1 | 6 | 1 . 500 | |
72 | 19 | 9 | 15 | 21 | 27 | 1 | 6 | 12 | 2 . 500 |
84 | 7 | 12 | 18 | 24 | 30 | 1 | 6 | 1 . 000 | |
84 | 19 | 12 | 18 | 24 | 30 | 1 | 6 | 12 | 1 . 666 |
举例：采用 26 根铝线和 7 根钢线的结构，求 400mm2 钢芯铝电力电线 的铝、钢单线直径。
解：计算铝单线直径。
4 F 4 x 400mm2
^TN^ Tx 26
钢线直径计算如下：
d 1 ( n 1 - 3) 4 . 42(10 - 3)
dg = 3 ＋6mg = 3 ＋6 mm = 3 . 44mm
计算导线外径
D = (1＋2 mg ) dg＋2 m1 d1
= (1＋2) x 3 .44＋2 x 2 x 4 .42 = 28 . 0mm 组合导线中铝线的总根数可按式计算
D = d 1 ( nw ＋3)
3
N1 = m1 [ n1 ＋3( m1 - 1)]
式中 nw —外层单线根数；
N1 —组合导线中铝线的总根数；
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